網(wǎng)格及弦支網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的魯棒性理論與試驗研究.pdf

1、網(wǎng)格結(jié)構(gòu)與弦支網(wǎng)格結(jié)構(gòu)是空間結(jié)構(gòu)的主要形式，常被作為城市的標志性建筑。由于目前設(shè)計中較少考慮不確定性干擾的影響，尚需通過提高魯棒性來抵抗不相稱破壞?，F(xiàn)有研究中，沒有明確區(qū)分工作狀態(tài)下和極限狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)魯棒性，缺乏相應(yīng)的定量評價方式和有效的魯棒設(shè)計方法，且弦支體系的布索方式多在經(jīng)驗布置的基礎(chǔ)上進行微調(diào)，不具有普適性。有必要對網(wǎng)格結(jié)構(gòu)、弦支網(wǎng)格結(jié)構(gòu)進行魯棒性研究，從拓撲優(yōu)化層次改善結(jié)構(gòu)的性能，同時還通過合理的布索理論，使得傳力路徑更為直接。

2、
　　本文從結(jié)構(gòu)的魯棒性定量評價指標、多工況下網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的魯棒設(shè)計、弦支網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的魯棒設(shè)計、弦支網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的布索理論、結(jié)構(gòu)模型試驗等方面開展研究:
　　對線性和非線性結(jié)構(gòu)體系，基于系統(tǒng)傳遞函數(shù)的H2范數(shù)、H∞范數(shù)，定義結(jié)構(gòu)魯棒性能、魯棒穩(wěn)定性的定量評價指標IR1、IR2，衡量在結(jié)構(gòu)在工作狀態(tài)、極限狀態(tài)下的魯棒性。對大爆炸算法進行改進，加速算法收斂速度。
　　提出基于H2/H∞理論的結(jié)構(gòu)魯棒性評價方法，對比分析評價指標的性質(zhì)

3、、物理意義。通過算例，闡述結(jié)構(gòu)魯棒性能、魯棒穩(wěn)定性與應(yīng)變能、結(jié)構(gòu)屈曲之間的關(guān)系，分析承載力（構(gòu)件截面、約束條件、剛度分布）、意外損傷、關(guān)鍵構(gòu)件等因素對魯棒性能與魯棒穩(wěn)定性的影響。
　　以結(jié)構(gòu)魯棒性能為優(yōu)化目標、魯棒穩(wěn)定性為約束條件，通過考慮多種荷載工況下的連續(xù)體拓撲優(yōu)化，搜索魯棒性能最佳的結(jié)構(gòu)剛度分布形式，為主要桿件的布置提供參考，實現(xiàn)多工況下網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的魯棒設(shè)計，并通過算例加以驗證。
　　通過初應(yīng)變的施加引入初始預(yù)應(yīng)力，提出

4、魯棒構(gòu)型與初始預(yù)應(yīng)力的聯(lián)合優(yōu)化方法，實現(xiàn)對弦支網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的魯棒設(shè)計。探討荷載分布、初始預(yù)應(yīng)力、豎桿等因素對結(jié)構(gòu)魯棒構(gòu)型的影響，并通過算例驗證弦支結(jié)構(gòu)魯棒構(gòu)型的合理性。
　　基于魯棒設(shè)計給出弦支結(jié)構(gòu)上部網(wǎng)殼的魯棒構(gòu)型，通過Hough變換提取布索位置曲線，并優(yōu)化索端點位置，通過結(jié)構(gòu)的布索理論優(yōu)化出合理的布索方案。以弦支雙曲網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)、弦支心形曲面網(wǎng)格結(jié)構(gòu)為例，進行布索方案設(shè)計，為實際工程中的結(jié)構(gòu)布索提供有效途徑。通過對弦支柱面網(wǎng)殼、弦支球